近日,湖北省肿瘤医院刘玉林教授、欧武陵教授团队在国际顶级期刊《Science Advances》发表重要研究成果。研究基于临床常规增强CT影像,搭建了一套可解释人工智能预测模型,实现肺癌抗血管生成治疗疗效的早期、无创评估,为肺癌患者个体化治疗提供了全新的影像学途径。

研究成果发表的网页。
抗血管生成治疗是晚期肺癌综合治疗中十分关键的一环,然而,在真实临床场景中,不同患者的治疗效果差异巨大,仅有40%—70%的患者可以从中获益,部分患者不仅没有治疗收益,还要承受药物带来的毒副作用。同时,传统用来预测抗血管治疗效果的AI模型如同“黑箱子”,使用的是缺乏明确临床意义的影像特征,不便于医生理解其判断依据从而及时调整治疗方案。临床上一直缺少便捷可靠的早期评估手段,帮助医生提前筛选潜在获益人群。
为破解这一临床痛点,医院多学科交叉团队开展联合攻关,以医院163例晚期肺癌患者数据为基础,研发出一套端到端全自动AI分析工作流:依托医院日常的增强CT检查;深度学习自动分割肿瘤、瘤周三维血管网络,提取治疗前后动态血管形态特征,捕捉抗血管药物带来的血管重塑变化;引入SHAP可解释AI算法,每一次预测都可溯源、可视化,把AI计算结果对应到CT解剖影像,解决传统影像组学解释性差的痛点。
为验证模型的可靠性,研究团队还引入武汉协和医院82例病例作为外部验证。研究结果显示,模型的预测准确率显著优于传统预测模型(deltamerge模型内部验证AUC可达0.842,外部验证AUC达到0.806)。

基于SHAP的血管特征贡献及治疗前后瘤内瘤周血管三维改变。
刘玉林教授表示,该技术评估节点匹配临床常规随访节奏,全自动流程可直接嵌入现有工作体系,临床转化前景广阔。本次成果登上中国科学院1区TOP期刊《Science Advances》,彰显了医院在肺癌诊疗领域的创新实力,也体现了医院在AI精准医疗复合型人才培育方面的阶段性成效。

